Alle elektronischen Schaltungen be-nötigen stets Versorgungsspannungen mit genau definierten elektrischen Parametern. Zum Testen der Betriebs-sicherheit von Systemen ist es deshalb nützlich, ein Netzteil einzusetzen, das beliebige Versorgungsspannungs-Kurvenformen liefern kann: ein Arbiträr-Netzgerät.


Störungen oder Anomalien der Versorgungsspannung können den normalen Betrieb einer Schaltung durchaus erheblich beeinträchtigen. Beispiele hierfür sind Spannungs-einbrüche oder sporadisch auftretende Spannungsspitzen. Es ist deshalb bereits im Entwicklungsstadium einer Schaltung wichtig, solche Ereignisse unter Lastbedingungen austesten zu können, um die „Empfindlichkeit“ des Gesamtsystems auf Veränderungen der Versorgungsspannung hin zu be-werten.


Schon in der Entwicklungsphase einer Schaltung nützlich: das Arbiträr-Netzgerät


Ein Arbiträr-Netzgerät arbeitet prinzipiell wie ein Arbiträr-Funktions-generator, nur eben unipolar, aber mit einer wesentlich höheren Ausgangs-leistung. Beispiel für diese Geräte-kategorie ist das Netzgerät TOE 8845, das nahezu beliebige Versorgungs-spannungs-Verläufe erzeugen kann.


Bis zu einer Ausgangsleistung von 1600 W liefert es präzise Gleich-spannungen, lässt aber auch beispielsweise das Programmieren kurzer Spannungseinbrüche oder Spikes zu, die auf eine zuvor eingestellte Betriebsspannung „aufge-setzt“ werden. Basierend auf einer Zwei-Prozessor-Architektur bieten arbi-träre Netzgeräte von Toellner verschiedene Betriebsarten. So liefern sie in der Betriebsfunktion „Netzgerät“ die üblichen Gleichspan-nungen und Gleichströme bis zu 64 V und 100 A, dabei sind Kurzlastströme bis zu 300 A möglich.


In der „Arbiträr-Funktion“ generieren sie beliebige Spannungs-/Strom-Verläufe mit einem Kurvenverlauf, der durch max. 1000 Punkte festgelegt wird. Bezüglich der Zeitverläufe ist man dabei sehr variabel: Für einen einzigen dieser 1000 Stützpunkte kann beispielsweise die Anhaltezeit (Verweildauer) zwischen 200 ms und 100 s betragen, so dass Periodenzeiten zwischen 400 ms und 100.000 s (28 h) erzielt werden können.


Sinnvoll ist dabei, dass jedem Kurvenform-Speicherplatz innerhalb einer Periode unterschiedliche Anhaltezeiten zugewiesen werden können. Setzt sich z.B. eine Signalperiode aus 80 Einzelpunkten zusammen, so kann jeder einzelne dieser 80 Punkte eine ihm eigene (unterschiedliche) Verweilzeit aufweisen.


Auch der schon etwas komplexere Spannungsverlauf des Kfz-Bordnetzes beim Startvorgang lässt sich schnell programmieren und speichern. Das Programmieren über die IEEE-Schnittstelle ist ebenso möglich.


Für die weitere Nutzung oder zur Dokumentation können bis zu 128 verschiedene Spannungsverläufe zu je 1000 Punkten auf einer Memory-Card mit max. 2 MByte Kapazität abgespeichert werden.


Der Momentanwert von Spannung und Strom wird auf zwei fünfstelligen Displays angezeigt, steht aber auch als normierte Größe in Form von analogen Monitorspannungen zur Verfügung, so dass die Präzision der internen Digitalanzeige mit der Übersichtlichkeit der Trenderkennung kombiniert werden kann.


Systemfähigkeit absolut notwendig


Das Stand-Alone-Gerät verfügt standardmäßig über ein Interface gemäß IEEE 488.2. Bis zu 12 Datensätze lassen sich pro Sekunde auslesen; eine Treibersoftware für LabView gestattet die problemlose Einbindung und komfortable Bedienung ohne detaillierte Kenntnis der Steuer-befehle.


Der 1600 W-Leistungsausgang liefert Spannungen bis zu 64 V, Ströme bis zu 100 A und verfügt aufgrund besonders optimierter Schaltungsprinzipien über ein sehr gutes dynamisches Regel-verhalten.


So beträgt die Einstellzeit der Aus-gangsspannung bei Leerlauf und Vollast für einen Sprung von 0 V auf Nennspannung oder von Nennspan-nung auf 0 V weniger als 100 µs. Bei Steuerung über einen Analogeingang ist es somit möglich, Signalfrequenzen bis zu 20 kHz zu übertragen.


Sehr nützlich sind die damit ver-bundenen kurzen Einschwingzeiten bei Einsätzen in automatischen Test-systemen: Eine absolut normgerechte Nachbildung des Startimpulses 4 nach DIN 40 839 ist daher problem-los möglich.


Standardmäßig stehen eine Vielzahl von Spannungs-/Strom-Kombinationen als Gerätevarianten zur Verfügung; und zwar von 0…16 V / 100 A bis zu 0…64 V / 25 A.


Sonderausführungen mit höheren Leistungen sind auf Anfrage möglich.


Wo setzt man ein Arbiträr-Netzgerät ein ?


Einsetzen lässt sich ein Arbiträ-Netzgerät überall dort, wo ein elektrisches System in Bezug auf sein Verhalten bei Unregelmäßigkeiten der Versorgungsspannung zu überprüfen ist.


In einem Kraftfahrzeug beispielsweise müssen die einzelnen Geräte oder Baugruppen sämtliche Spannungs-einbrüche beim Startvorgang oder Spannungsspitzen beim Abschalten induktiver Verbraucher schadlos über-stehen und demzufolge auch mit entsprechend veränderten Ver-sorgungsspannungs-Verläufen getestet werden.


Weitere Einsatzgebiete sind u.a. die Überprüfung von Bauelementen oder Baugruppen hinsichtlich EMV, der Test von Magnetrelais, Schützen und Stark-stromrelais, der Test von ABS-Systemen und Anfahrelektroniken von Großmotoren und sowie der Test von Motorsteuerungen nach jeweils vorge-gebenen Versorgungsspannungs-Normkurven.


Darüber hinaus kann das Arbiträr-Netzgerät natürlich sehr saubere, aber auch gezielt verbrummte Betriebsspan-nungen beziehungsweise Treppen- und Rampenfunktionen, Sinus- oder Recht-eckspannungen generieren. So lassen sich beispielsweise Magnetventile oder andere Aktoren der Antriebs- oder Steuerungstechnik mit kurzen, definierten Spannungs- oder Stromimpulsen direkt ansteuern.